生产性服务业空间集聚对环境污染的影响

2017-10-09余泳泽刘凤娟

财经问题研究 2017年8期

余泳泽+刘凤娟

摘要：本文基于2004—2014年中国230个地级市的水污染和空气污染面板数据，从生产性服务业多样化集聚和专业化集聚两个角度，检验生产性服务业集聚对环境污染的影响。结果显示：生产性服务业集聚对水污染和空气污染起到抑制作用，生产性服务业能够通过多样化集聚和专业化集聚两个途径减少废水和二氧化硫的排放量；相对于生产性服务业专业化集聚，多样化集聚对环境污染的抑制作用更大。相对于水污染，生产性服务业集聚对空气污染的抑制作用更加显著；生产性服务业集聚具有很强的正环境外部性，能够减少邻近城市的环境污染。

关键词：生产性服务业；多样化集聚；专业化集聚；环境污染

中图分类号：F0629文献标识码：A

文章编号：1000176X（2017）08002307

一、問题的提出

中国在改革开放初期采用的粗放式发展模式使得经济快速增长，但一味追求经济增长导致了一系列问题。其中，环境污染是过度使用能源资源的主要外在表现，目前中国七大江河水系中，已经有超过40%的水质完全没有使用价值，全国1/3的城市人口呼吸的空气被严重污染，民众赖以生存的生态环境不断恶化。可见，环境污染已经成为民众健康和经济发展的重大威胁，治理污染和保护生态环境迫在眉睫。众多研究表明可以通过产业结构升级和科技创新来减少环境污染，且大多针对于制造业企业。而第三产业中的生产性服务业能够推动制造业产业结构升级、提高制造业效率和促进制造业技术创新。那么生产性服务业集聚能否通过这些渠道对环境污染产生影响？进一步的，能否通过空间外溢对其他区域的环境污染产生影响？事实上，政府正在强调生产性服务业与制造业的融合发展，从2007年起国家开始加大对生产性服务业的推动力度。因此，研究生产性服务业在制造业企业中的作用，从而探讨其集聚对环境污染的影响具有重要的现实意义。国内外对于环境污染的研究主要从以下三个角度展开：

第一，从集聚角度出发，学者们就产业集聚对环境污染的影响存在很大分歧，具体分为三种观点：第一种观点认为经济集聚是导致各种环境污染的重要原因[1-2]。张可和汪东芳[3] 认为集聚通过产能扩张和溢出效应提高劳动生产力两个途径增加环境污染。第二种观点认为产业集聚能减少环境污染。产业集聚减少环境污染的途径主要是集聚带来了正环境外部效应以及集聚通过提高技术水平优化了经济发展环境[4]，知识和技术的外溢为企业使用更环保的生产技术提供了可能。李勇刚和张鹏[5]认为产业集聚能够改善环境，但存在区域差异，产业集聚对环境的改善作用东部好于中西部。第三种观点认为产业集聚与环境污染之间的关系是非线性的。杨仁发[6]的研究结果表明产业集聚对环境污染的影响具有明显的门槛效应，即产业集聚水平低于门槛值会加剧污染，高于门槛值将改善污染。李伟娜等[7]利用制造业面板数据分析得到中国制造业集聚与环境污染的关系呈“N”型。

第二，从政府角度出发，研究政府行为如何影响企业行为，进而影响到污染排放。既有文献的分析结果并不一致。谭志雄和张阳阳[8]的实证结果显示中国财政分权度高的东部地区比财政分权度低的中西部地区有更多的资金治理环境，因而更有能力控制环境污染。但也有可能当地政府财政分权度越高，寻租腐败越严重，导致当地工业污染排放越多。鉴于隐性经济的存在，即存在不受政府管制或观测的经济活动，有可能会降低政府管制效果。余长林和高宏建[9]将隐性经济活动纳入研究中，结果表明环境管制有两方面的效应：一是官方经济活动减少，从而减少环境污染，这与张志强[10]的研究结果相同。二是环境管制扩大了隐性经济规模，从而增加环境污染，环境管制的最终效果将取决于这两种效应的大小。此外，一些学者关注政府之间的税收竞争与环境污染的关系。刘洁和李文[11]认为税收竞争必然加剧环境污染。杨海生等[12]认为政府之间在环境政策方面存在攀比式竞争，他们以降低本地环境质量为条件争夺流动性资源和固化本地资源，这是环境污染加剧的重要原因之一。

第三，从对外开放角度出发，有大量文献研究外商直接投资（FDI）和对外贸易对中国环境的影响。国内外学者关于FDI对东道国环境污染的影响并未达成一致。许和连和邓玉萍[13]的研究表明FDI集聚有利于改善环境。但也有研究认为发展中国家在经济发展早期大量出口污染密集型和资源消耗性产品，FDI会加剧东道国环境污染。对外贸易对一国环境有利有弊。李小平和卢现祥[14]的研究表明贸易开放增加了中国的二氧化碳排放量。党玉婷[15]认为对外贸易的技术效应显著降低了中国制造业各行业的产污系数。

综上所述，现有文献中关于生产性服务业集聚对环境污染影响的分析较少。生产性服务业是由工业服务外包业务发展而来，其能够通过提高自身效率进而提高相关联制造业的生产效率。此外，生产性服务业集聚还可以通过企业间的竞争、专业化提升和规模经济效应促进制造业产业结构升级，与制造业形成协同创新系统，推动制造业技术创新。刘胜和顾乃华[16]通过构造生产性服务业集聚空间规模指标从市场外部性和技术外部性两方面得出生产性服务业集聚减少了环境污染的结论。目前针对环境污染已有大量文献，但仍存在以下不足：一是在影响环境污染的产业选择上，多侧重于制造业，较少从与制造业关联的生产性服务业或生产性服务业空间集聚角度研究对环境污染的影响。二是在研究数据的选择上，对污染物的数据没有进行处理，且多选用省级面板数据，空间尺度和内部差异性大。

相对于以往研究，本文有以下创新：一是从生产性服务业多样化集聚和专业化集聚两个角度考察其对环境污染的影响。二是所选取的环境污染指标包括水污染和空气污染，分别取废水排放量和二氧化硫排放量占国内生产总值的比重作为被解释变量，数据选取2004—2014年中国230个地级市的面板数据。三是运用空间计量模型，考察生产性服务业集聚的空间外部性，即对临近城市环境污染的影响。

二、生产性服务业集聚影响环境污染的内在机制endprint

（一）生产性服务业集聚通过产业结构升级效应抑制环境污染

生产性服务业集聚通过自身规模扩张的直接效应抑制环境污染。大量生产性服务业企业不断集聚，使得产业结构得到优化，自身规模逐渐扩张。制造业将非核心业务逐渐剥离外包给更加专业和多元化的生产性服务业后，制造业占全部产业的比重降低，生产性服务业比重上升。生产性服务业具有高科技含量、高附加值、低资源消耗和低环境污染等特征，其完成这部分外包业务所耗产能会小于制造业，从而分担并且减少制造业对环境污染的影响。

生产性服务业集聚通过促进制造业产业结构升级的间接效应抑制环境污染。多样化集聚意味着生产性服务业的产品供给多样化，可为制造业提供全方位的高质量服务。专业化集聚会导致提供相同产品或服务的生产性服务业内部競争加剧，激烈的竞争会促使其提高服务专业化程度和降低服务价格，从而降低了制造业的成本。对于制造业来说，生产性服务业从制造业中剥离出来后又以更低的成本、更专业的形式嵌入到制造业的价值链中，使得制造业内部的组织结构得到优化升级。制造业将非核心业务以更低的成本外包出去，会有更多的资金和人力分配到诸如研发、核心产品制造或拓宽价值链上，使得制造业更专注于提升产品的附加价值。由于制造业有机会向价值链高端攀升，可以通过从低端的、会造成环境污染的生产制造逐渐向中高端的、对环境友好的研发设计和品牌营销环节延伸。在拓宽价值链的过程中，生产制造的比重进一步降低，能源消耗随之减少，进而减少环境污染。

（二）生产性服务业集聚通过技术创新效应抑制环境污染

目前中国制造业整体创新能力不强，资源利用率低，废水和废气等污染物排放严重。从生产性服务业和制造业融合日益增强的现状来看，一方面，生产性服务业专业化集聚，尤其是科研院所、机构和金融业的集聚为制造业的技术创新提供了专业性的渠道和资金支持，且生产性服务业多样化集聚可以为制造业技术创新营造优良的外部环境；另一方面，由于生产性服务业与制造业具有技术关联性，在弱技术关联下，制造业与生产性服务业在技术研发与创新活动中具有协同效应。生产性服务业在进行技术创新时可以降低自身成本，制造业通过生产性服务业的创新获得了价格优势，从而增加创新投入。制造业内部的创新能力提高，促使节能环保技术、工艺、装备的研发和推广应用得以实现，尤其是对于先进技术匮乏的传统制造业，更有可能全面推行清洁生产、发展循环经济和提高资源回收利用效率。

（三）生产性服务业集聚通过效率提升效应抑制环境污染

生产性服务业属于知识密集型、技术密集型产业，专业化集聚和多样化集聚会吸引大量知识、技术型人才。通过人才集聚和技术创新，制造业更偏向于绿色制造。在“互联网+”模式下，移动互联网、云计算、大数据和物联网等与现代制造业结合，嵌入到制造业产业链中，为制造业提供了先进的生产方法。值得注意的是，生产性服务业集聚并非只提高相近的制造业效率。由于生产性服务业自身的特性，其提供服务不受地理限制，知识、技术的流动性会带来外溢效应，使得该产业的集聚不仅会提高本地区制造业效率，还会提升周边地区的制造业效率[17]。

现有研究为生产性服务业集聚通过以上途径抑制环境污染提供了证据支持。唐德才[18]认为随着中国制造业劳动力比重下降，环境污染密度也在下降。随着科技研发经费投入比重增加，环境污染密度处于不断下降趋势。刘胜和顾乃华[16]认为生产性服务业通过专业化分工降低制造业生产成本，推动了生产效率提升和产业结构优化升级，进而改善城市环境质量。陶长琪和彭永樟[19]认为生产性服务业集聚外部性导致的知识溢出会使技术创新对区域产业结构升级产生空间溢出效应。综上所述，笔者提出以下假设：

假设1：生产性服务业多样化集聚和专业化集聚能够抑制环境污染。

假设2：生产性服务业集聚具有正环境外部性，能够抑制临近城市的环境污染。

三、变量选取、数据来源与模型构建

（一）变量选取与数据来源

被解释变量。单位GDP水污染排放量（water），本文选取工业废水排放量占国内生产总值的比重来衡量水污染情况。单位GDP空气污染排放量（air），本文选取工业二氧化硫排放量占国内生产总值的比重衡量空气污染情况。

核心解释变量。根据已有研究对生产性服务业的界定，本文选取交通仓储邮电业、信息传输、计算机服务和软件业、金融业、租赁和商业服务业、科研、技术服务和地质勘查业代表生产性服务业。通过多样化集聚和专业化集聚两方面衡量生产性服务业集聚。生产性服务业多样化集聚指数（dag），借鉴韩峰等[20]与莫莎和欧佩群[21]的研究，本文利用改进的赫芬达尔-赫希曼系数衡量多样化集聚水平：dagi=∑sEisEi1/∑ns′≠sEis′/Ei-Eis21/∑ns′≠sEs′/E-Es2。其中，Eis表示i城市s产业的就业人数，Es表示全国s产业的就业人数，Ei表示i城市全部就业人数，E表示全国全部就业人数，s′表示不同于s产业的其他产业。生产性服务业专业化集聚指数（sag），其测算公式为sagi=∑sEisEi/EsE。

控制变量。人均GDP的平方（gdp2）：本文采用人均国内生产总值的平方衡量人均GDP。外商直接投资（fdi）：研究表明外商直接投资会对环境污染产生影响，认为外商直接投资加剧环境污染的以“污染避难所”假说为代表，而认为外商直接投资改善环境的以技术外溢为代表。本文采用实际使用外资金额衡量外商直接投资。产业结构（industry）：本文利用第二产业产值占地区生产总值的比重衡量产业结构。人口密度（population）：人口因素对环境污染尤其是水污染的影响不容小觑，本文用每平方公里的人数衡量人口密度。为了计算方便和消除异方差，外商直接投资、人均GDP和人口密度取自然对数。本文选取2004—2014年中国230个地级市的面板数据，数据来源于《中国城市统计年鉴》。endprint

（二）模型构建

为了检验生产性服务业集聚与水污染和空气污染的关系，本文基本计量模型设定如下：

waterit=α0+α1dagit+α2（lngdp）2+α3lnfdiit+α4industryit+α5lnpopulationit+εit （1）

waterit=α0+α1sagit+α2（lngdpit）2+α3lnfdiit+α4industryit+α5lnpopulationit+εit （2）

airit=α0+α1dagit+α2（lngdpit）2+α3lnfdiit+α4industryit+α5lnpopulationit+εit（3）

airit=α0+α1sagit+α2（lngdpit）2+α3lnfdiit+α4industryit+α5lnpopulationit+εit （4）

其中，i表示城市，t表示年份，ε表示残差项，变量含义与描述性统计如表1所示。

四、实证分析

（一）基本回归结果

对模型进行回归，模型（1）和模型（4）是不加控制变量的生产性服务业集聚对水污染和空气污染的影响，模型（2）和模型（5）是加控制变量的生产性服务业集聚对水污染和空气污染的最小二乘法（OLS）回归结果，未固定时间和地区。模型（3）和模型（6）是加控制变量的生产性服务业集聚对水污染和空气污染的广义矩估计法（GMM）回归结果，结果如表2所示。

可以看出，模型（1）和模型（4）显示，在不加控制变量时，生产性服务业多样化集聚和专业化集聚对水污染影响的系数分别是-21755和-0659，且分别通过1%和5%水平的显著性检验；对空气污染影响的系数分别是-27391和-0889，且分别通过1%和5%水平的显著性检验。在加入控制变量后，GMM模型的结果比OLS模型更显著。模型（3）和模型（6）显示，城市生产性服务业多样化集聚和专业化集聚仍对水污染和空气污染有显著抑制作用，且分别通过1%和5%水平的显著性检验。人均GDP的平方对水污染的影响通过1%水平的显著性检验，对空气污染的影响没有通过显著性检验；外商直接投资对水污染有正向影响，且通过1%水平的显著性检验，在OLS模型中，外商直接投资对空气污染有显著负向影响，在GMM模型中，系数为负号，但没有通过显著性检验。

可见，在控制了人均GDP、外商投资、产业结构和人口密度变量后，城市生产性服务业多样化集聚和专业化集聚能有效减少水污染和空气污染，假设1得到验证。一方面，生产性服务业专业化越强，意味着产业内部分工越合理，生产效率越高，融入到制造业中的服务专业化也更强，从而提高了能源的利用效率和回收效率；另一方面，生产性服务业专业化集聚意味着制造业分工增强，使得制造业有更多的精力投入到清洁技术的研发或拓宽价值链环节上。多样化集聚即不同产业间的集聚，产业间的技术合作有利于提升服务企业水平，随着技术含量的提高，通过产业间的前后关联，转移到制造业中的技术更先进。此外，多样化集聚为制造业提供了全方位的技术服务，同样有利于制造业技术创新。人均GDP对环境污染的影响呈现非线性特征，模型（6）虽然没有通过显著性检验，但系数符号与其他符号一致，所以人均GDP與环境污染的影响并非线性。外商直接投资对不同污染物的影响不同，随着外商直接投资的增加，水污染排放量也增加，但空气污染排放量有减少的趋势，这可能与中国允许外资企业进入的标准有关。

（二）考虑空间外部性的计量模型回归结果

生产性服务业是知识、技术密集型产业，知识与技术具有很强的流动性，所以容易产生外溢性。从自然条件来看，相邻城市的要素禀赋、基础设施和制度等具有相似性，同时受到生产性服务业外溢效应空间距离递减规律的影响，相邻城市在制造业效率上存在一定的空间相关性。因此，生产性服务业集聚不仅会提高当地制造业的生产效率，还能提高周边制造业的生产效率。由于污染物本身的特性，如二氧化硫造成的空气污染会不断扩散，并不单单污染当地的空气；废水排放如不及时治理，势必会污染江河下游水质。李佳佳和罗能生[22]的研究结果也表明环境污染对临近区域的溢出效应较为明显。因此，基于生产性服务业集聚和环境污染的外溢性，本文从空间角度出发，检验环境污染的空间相关性，采用空间计量模型，考察生产性服务业集聚的空间外溢效应，对周边城市环境污染的影响情况。

本文参考余泳泽和刘大勇[23]的地理空间权重矩阵，使用空间计量模型考察环境污染在空间上的相互关系以及生产性服务业集聚对环境污染在空间上的影响。该矩阵包括邻接标准和地理距离标准，其中邻接标准为（0，1）矩阵。地理距离权重矩阵考虑更远的空间单元之间的关系，它的形式如下：Wijd=e-adij；W′dij=Wdij/∑jWdij，i≠j。其中，Wij为第i行、第j列矩阵元素，行和列都对应空间单元，对角线上的元素为零。dij表示空间单元i和j之间的地理距离，本文采用各省份省会之间的直线欧式距离表示。对于省份内部距离，本文采用如下公式：dij=（2/3）areai/π。其中，areai为第i个省份的面积。为了使结果不受距离度量单位的影响以及避免权重的计算结果太小而导致误差，本文用城市之间的最短距离dmin的倒数来代替。为了简化模型和便于解释，将空间权重矩阵标准化为每行元素之和为1，最后标准化后的权重为W′dij。本文对环境污染的空间相关性进行检验，结果如表3所示。

为从两个模型结果中得到的全局莫兰指数I、全局吉尔里指数C和全局Getis-Ords指数G。从表3可以看出，这三种指标均拒绝原假设，即拒绝无空间自相关。因此，选用空间计量方法是合理的。进一步，利用地理空间权重矩阵，得到空间计量回归结果如表4所示。

可以看出，模型（2）中W-y的水污染和空气污染系数均为正数，且通过1%水平的显著性检验，这说明环境污染在邻近城市之间存在明显的空间外溢效应。模型（1）和模型（2）显示，生产性服务业多样化集聚均通过1%水平的显著性检验，生产性服务业专业化集聚只有在模型（2）中对水污染没有通过显著性检验，其余均通过5%或1%水平的显著性检验，且他们的系数均为负数，即对环境污染产生显著抑制作用。由此可见，从空间角度出发，生产性服务业更能通过多样化集聚和专业化集聚对环境污染产生影响。生产性服务业集聚的空间外溢效应明显，通过知识和技术的溢出，同样能作用于临近城市的制造业生产效率、创新能力和产业融合。从整体上看，所得出的结果非常稳健，生产性服务业集聚具有正环境外部性，能够显著减少水污染和空气污染，假设2得到验证。endprint

整体上生产性服务业多样化集聚对环境污染的影响比专业化集聚更加显著。这一结果很大程度上与Jacobs[24]的观点相契合，他认为知识溢出主要来源于多样化集聚，也就是不同产业之间的集聚。不同行业之间竞争相对较小，知识排他性较弱，更愿意合作研发，促进技术创新[21]。外部性使得生产性服务业集聚地成为一个强大的辐射区，对周边制造业的技术创新和污染排放起到重大作用。但Marshall[25]认为同质产业的集聚即专业化集聚有利用促进企业之间的知识溢出，并且还能促进其他产业的技术进步。

对于控制变量来说，人均GDP均通过1%水平的显著性检验，与环境污染呈非线性关系，这与之前得出的结论相同。外商直接投资对水污染和空气污染的影响均通过1%水平的显著性检验，具有显著正向影响，即外商直接投资会加重水污染。产业结构对环境污染产生显著正向影响，第二产业比重越大，环境污染越严重。在模型（2）中，人口密度对水污染和空气污染均通过显著性检验，人口密度越大，城市规模就越大，环境污染越严重。

五、研究结论与政策建议

随着经济快速发展，中国生态环境不断遭到破坏，关于环境污染及其治理问题越来越被人们关注和重视。在新形势下，政府更加重视第三产业的发展，第三产业中的生产性服务业与制造业密切相关，而制造业是污染排放的主要来源。因此，本文基于2004—2014年中国230个地级市的水污染和空气污染面板数据，从生产性服务业专业化集聚和多样化集聚两个角度，检验生产性服务业集聚对环境污染的影响。研究得到以下结论：一是生产性服务业集聚对水污染和空气污染起到显著抑制作用，生产性服务业能够通过多样化集聚和专业化集聚减少废水和二氧化硫的排放量。二是相对于生产性服务业专业化集聚，多样化集聚对环境污染的抑制作用更大，即减少的污染排放量更多。三是相对于水污染，生产性服务业集聚对空气污染的抑制作用更加显著。四是生产性服务业集聚具有很强的正环境外部性，生产性服务业的空间集聚不仅能减少当地环境污染，还能有效减少邻近城市的环境污染。

根据以上研究结论，笔者提出以下政策建议：一是增加政府扶持力度，加快生产性服务业的发展，促进空间聚集。重点是促进生产性服务业与制造业的融合，让生产性服务业集聚对环境污染的抑制作用渠道畅通。提高金融服务能力，降低物流成本，将信息技术普遍嵌入到制造业中，使生产性服务业更好地服务于制造业的生产和制造。二是提高生产性服务业的专业化和多样化。促进生产性服务业多样化空间集聚，将大量不同类型的企业聚集在同一区域，利用企业之间的交流产生正外部性。另外，优化生产性服务业中城市就业在各个行业之间的配置，结合各城市的经济特点，寻找生产性服务业中各部门就业的合理分布。从抑制环境污染的角度出发，协调专业化集聚发展，但要更重视对多样化的发展，充分利用生产性服务业集聚减少环境污染。

参考文献：

[1]Virkanen， JEffect of Urbanization on Metal Deposition in the Bay of Toolonlahti，Southern of Finland [J]Marine Pollution Bulletin，1988，36（9）：729-738

[2]Verhoef， E T，Nijkamp， PExternalities in Urban Sustainbility Environmental Versus Localization-Type Agglomeration Externalities in a General Spatial Equilibrium Model of a Single-Sector Monocentric Industrial City [J]Ecological Economics，2002，40（2）：157-179

[3]張可，汪东芳经济集聚与环境污染的交互影响及空间溢出[J]中国工业经济，2014，（6）：70-82

[4]陈建军，胡晨光产业集聚的集聚效应——以长江三角洲区域为例的理论和实证分析[J]管理世界，2008，（6）：68-83

[5]李勇刚，张鹏产业集聚加剧了中国的环境污染吗——来自中国省级层面的经验证据[J]华中科技大学学报（社会科学版），2013，（5）：97-106

[6]杨仁发产业集聚能否改善中国环境污染[J]中国人口·资源与环境，2015，（2）：23-29

[7]李伟娜，杨永福，王珍珍制造业集聚、大气污染与节能减排[J]经济管理，2010，（9）：36-44

[8]谭志雄，张阳阳财政分权与环境污染关系实证研究[J]中国人口·资源与环境，2015，（4）：110-117

[9]余长林，高宏建环境管制对中国环境污染的影响——基于隐性经济的视角[J]中国工业经济，2015，（7）：21-35

[10]张志强环境规制提高了中国城市环境质量了吗？——基于“拟自然实验”的证据 [J]产业经济研究，2017，（3）：69-80

[11]刘洁，李文中国环境污染与地方政府税收竞争——基于空间面板数据模型的分析[J]中国人口·资源与环境，2013，（4）：81-88

[12]杨海生，陈少凌，周永章地方政府竞争与环境政策：来自中国省份数据的证据[J]南方经济，2008，（6）：15-30

[13]许和连，邓玉萍外商直接投资导致了中国的环境污染吗？——基于中国省级面板数据的空间计量研究 [J]管理世界，2012，（2）：30-43

[14]李小平，卢现祥国际贸易、污染产业转移和中国工业CO2排放[J]经济研究，2010，（1）：15-26